Question

小文同學(xué)利用如圖（甲）所示完成“測定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V．
（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該是

斷開

的．
（2）小文同學(xué)在檢查電路連接時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該移到

左

（填“左”或“右”）端．連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針的轉(zhuǎn)向情況如圖（乙）所示，則可能的原因是：電流表

正負(fù)接線柱接反

，電壓表

量程選擇太小

．
（3）故障排除后，要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為

3.8

V，若此時(shí)電流表的示數(shù)如圖（丙）所示，其示數(shù)為

0.28

A，那么小燈泡的額定功率是

1.064

W．
（4）小文還想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用．請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R₀的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助設(shè)計(jì)一個(gè)不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
（5）你的主要實(shí)驗(yàn)過程及測量的物理量是

①閉合電路，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₁；
②再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數(shù)U₂

計(jì)算電爐絲電阻的表達(dá)式是：R_x=

U2R0

U1-U2

．

Answer 1

分析：（1）測燈功率和電阻的實(shí)驗(yàn)中，為了防止連接電路時(shí)，發(fā)生短路，連接時(shí)開關(guān)應(yīng)是斷開的．
（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)滑到阻值最大處；根據(jù)給出的電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，分析出現(xiàn)的故障原因．
（3）為測定小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓也就是3.8V，讀出對應(yīng)的電流值，利用電功率公式計(jì)算出小燈泡的額定功率．
（4）可用滑動(dòng)變阻器和待測電阻串聯(lián)，用電壓表和待測電阻并聯(lián)．
（5）可用電壓表和待測電阻并聯(lián)，讓滑阻調(diào)到最小、最大兩個(gè)位置，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，U₂就是待測電阻R_X的電壓，

U1-U2

R0

就是待測電阻的電流，然后用電壓除以電流就可計(jì)算待測電阻的阻值．

解答：解：（1）開關(guān)在連接電路時(shí)應(yīng)斷開，是為了防止短路的發(fā)生．
故答案為：斷開．
（2）從實(shí)物圖可知，滑動(dòng)變阻器接了右端下面接線柱，滑阻的滑片要移動(dòng)到下面接線柱的另一側(cè)，阻值為最大，也就是左端．
由圖中可看出電壓表向左偏轉(zhuǎn)，所以電壓表正負(fù)接線柱接反了；電流表指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明電流表所選量程太小．
故答案為：左；正負(fù)接線柱接反；量程選擇太小（或被測電壓太大）；
（3）要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓3.8V，由圖可知電流表所選量程是0～0.6A量程，其分度值為0.02A，由指針位置可知，此時(shí)電流示數(shù)為0.28A，則P=UI=3.8V×0.28A=1.064W
故答案為：3.8；0.28；1.064．
（4）如圖所示：把滑阻和待測電阻串聯(lián)，讓電壓表和待測電阻并聯(lián)．
（5）具體實(shí)驗(yàn)步驟為：
①閉合電路，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₁也就是電源電壓；
②再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數(shù)U₂，則此時(shí)電路電流為

U1-U2

R0

；
③待測電阻R_X=

U2

U1- U2 R0

=

U2R0

U1-U2

．
注意：若先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為最大值，記下電壓表的示數(shù)U₁，后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₂，則結(jié)果表達(dá)式為

U1R0

U2-U1

．

點(diǎn)評：本題考查利用電壓表和滑動(dòng)變阻器來測量未知電阻的阻值，要讓滑阻和待測電阻串聯(lián)，利用滑阻的最大最小值和電壓表的兩次讀數(shù)來求未知電阻的阻值．